聚氨酯-丙烯酸酯乳液的制备与性能

以甲苯二异氰酸酯、聚醚N-210(Mn=1000)、蓖麻油、扩链剂乙二醇和二乙烯三胺、亲水单体环氧氯丙烷和马来酸酐等为主要原料,通过丙酮法制得稳定的水性聚氨酯乳液(PU)。将PU与乳化剂、水混合后,滴加丙烯酸丁酯溶液,在偶氮二异丁腈(AIBN)引发下进行PU/PBA(聚丙烯酸丁酯)种子乳液聚合,合成的聚氨酯-丙烯酸酯乳液(PUA)均一稳定,成膜性能良好。运用TEM、DSC等手段对PUA进行表征。

全氟水性聚氨酯-聚丙烯酸酯纸张防油剂的制备及性能研究

为制备一种环保型水性纸张防油剂,以丙烯酸单体为溶剂,首先进行异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二醇(PTMG1000)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、全氟烷基乙基醇(FEOH)和丙烯酸羟乙酯(HEA)等的聚氨酯链段的聚合反应,经水乳化分散后,再进行丙烯酸单体的自由基聚合反应,制备了全氟水性聚氨酯-聚丙烯酸酯纸张防油剂。并通过红外光谱(FT-IR)、凝胶渗透色谱(GPC)、热重分析(TG)对聚合物结构性能进行了表征。同时,纸张防水防油应用实验表明,对水和液体石蜡的接触角,可分别达到130.2和113.5°,达到了优异的防水防油效果,并对纸张应用性能进行检测,可以满足日常生活中特种纸的要求。

聚氨酯-丙烯酸酯乳液的结构与性能

以蓖麻油与聚醚(N210,Mn=1000)、甲苯二异氰酸酯(TDI)为主要原料,乙二醇和二乙烯三胺进行两次扩链,引入环氧氯丙烷、马来酸酐等亲水单体,通过丙酮法制得了稳定的水性聚氨酯乳液。将乳液与外加乳化剂、水混合后加入含有偶氮二异丁腈(AIBN)的丙烯酸丁酯溶液,在80℃反应3h,再升温反应1h,可得到稳定的聚氨酯 丙烯酸酯乳液,使聚丙烯酸酯的耐溶剂性能有较大的提高,并对其进行了红外光谱、透射电镜以及DSC分析。结果表明,聚氨酯乳液和聚丙烯酸酯乳液并不是简单的机械共混,而是部分PU所含的CC双键和BA发生接枝共聚反应,构成了网络(I)PU富集在壳层,网络(Ⅱ)PA富集在核的近似核壳结构,并且二者分子链相互贯穿与缠结,形成了互穿网络结构。

含氟硅聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成

以异佛尔酮二异氰酸(IPDI)、聚丙二醇(PPG)、端羟丙基硅氧烷(PDMS)、二羟甲基丙酸(DMPA)及1,4-丁二醇(BDO)为主要原料,采用溶液聚合法合成有机硅改性水性聚氨酯(SiPU)。以SiPU为种子乳液,并作为复合乳液的壳层,加入核层单体丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)及甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA),通过乳液聚合得到氟硅改性聚氨酯-聚丙烯酸酯(FSiPUA)复合乳液。考察了PDMS及DFMA用量对乳液聚合过程及乳胶膜表面疏水性能的影响。采用FT-IR、CA、TEM、DSC及TG等表征复合乳液涂膜结构与性能。结果表明,FSiPUA复合乳液呈现核壳结构,在PDMS和DFMA的协同作用下,当PDMS和DFMA用量分别为m(PDMS)/m(PU)=5.5/100和m(DFMA)/m(AA)=15/100时,涂膜的表面自由能低至21.67 mN/m,对去离子水接触角达102.3°,涂膜耐热性有一定提高。

新型聚氨酯-聚丙烯酸酯水性体系的热固化与UV固化研究

利用多官能度的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)制备了一种新型的聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液,分别对所得乳液及相应涂膜进行热固化和UV固化。利用FT-IR光谱对PUA的结构进行了表征,考察了PUA复合乳液的乳液性能;对两种固化体系的双键转化率进行了研究;同时对两种固化方式所得到的涂膜性能进行了研究和比较。实验结果发现,固化后涂膜的力学性能、耐水性、耐溶剂性和耐化学品性均得到显著提高。通过比较发现,UV固化体系涂膜的综合性能优于热固化体系。

蓖麻油基聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液的制备与性能研究

采用种子乳液聚合方法合成了蓖麻油基水性聚氨酯．聚丙烯酸酯复合乳液，通过激光散射法、透射电镜（TEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）对该复合材料进行了表征。结果表明，该乳液具有核壳结构，并且随着原料中蓖麻油与聚己二酸丁二醇酯二醇（PBA）摩尔比的增加，复合材料的耐水性逐渐提高；聚丙烯酸酯的引入对乳液的粒径和胶膜性能均有影响，合适的PA／PU摩尔比在2：3—1：1之间；当COOH基质量分数为1．2％时，加入2％的十二炕基硫酸钠（SDS），乳液外观由乳白色变为透明色，且凝胶量少。乳液的稳定性好。

软段含磺酸盐的水性聚氨酯-聚丙烯酸酯的制备及性能研究

以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、磺酸型聚酯二元醇(SPOL)、1,4丁二醇(BDO)、丙烯酸羟乙酯(HEA)和乙二胺(EDA)为原料,制备了磺酸型水性聚氨酯(SWPU)。然后用丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)混合单体对SWPU共聚改性,得到了不含有机溶剂无胺类刺激性气味的高固含量磺酸型水性聚氨酯-聚丙烯酸酯(SWPUA)。利用透射电镜(TEM)、粒径分布仪对乳液的胶束形态、粒径进行了表征;利用X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)、拉力试验机对胶膜的结晶度、热稳定性、力学性能进行了分析。分析结果表明,所制备的SWPUA为核壳结构,胶膜的结晶强度为3.76%,耐热性比SWPU提高了22℃。当SPOL含量为40%、n(NCO)/n(OH)(R值)为1.7时,乳液稳定期达到12个月,平均粒径为44nm,固含量可达50%以上。

水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成研究

以甲苯二异氰酸酯、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸、甲基丙烯酸羟乙酯为主要原料制得含C=C双键的水性聚氨酯预聚体,然后加入引发剂和甲基丙烯酸甲酯,经乳液聚合得到聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)乳液。讨论了DMPA及MMA用量等对PUA乳液性能的影响。用FT-IR等方法对制备的PUA乳液结构及有关性能进行了分析和表征。结果表明,当总体n(—NCO)n∶(—OH)=1.2、DMPA用量为5%、MMA用量为20%时,合成的PUA复合乳液具有较好的贮存稳定性。与改性前的PU乳液相比,PUA涂膜的耐碱性、耐水性、耐溶剂性和力学性能都明显提高。

含氟聚丙烯酸酯-聚氨酯复合乳液的合成及其应用

以水性聚氨酯作为种子乳液,与含全氟己基乙基丙烯酸酯(C6F)、丙烯酸羟丙酯(HPAA)、甲基丙烯酸十八酯(SMA)、苯乙烯(ST)等进行乳液聚合,制得了含氟聚丙烯酸酯-聚氨酯复合乳液(WPUAF)。通过红外光谱、纳米粒度仪、场发射扫描电镜(FE-SEM)等对WPUAF的结构、粒径、成膜形貌以及应用性能进行研究。结果表明,WPUAF能在纤维表面形成一层致密的疏水膜;在WPUAF的用量为3 g/100 g H2O,并在100℃烘焙5 min、180℃定型2 min的工艺条件下,整理后的织物与水的接触角达到136.9°,疏油等级为6级。

无有机溶剂法合成水性聚氨酯-聚丙烯酸酯胶粘剂

采用羧酸型亲水扩链剂二羟甲基丁酸(DMBA)以及磺酸型亲水扩链剂2,4-二氨基苯磺酸钠(SDBS),选用乙烯基单体作为聚氨酯(PU)预聚合的连续相,制备了稳定的无挥发性有机溶剂(VOC)水性聚氨酯-聚丙烯酸酯(SPUA)胶粘剂。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对改性前后PU的分子结构进行分析对比,并考察了亲水扩链剂用量、聚丙烯酸酯(PA)含量对胶粘剂的耐水性、稳定性和力学性能的影响。结果表明。当SDBS含量为2%(wt,质量含量,下同),DMBA为4.5%,PA为25%时,SPUA胶粘剂的耐水性、稳定性和力学性能最佳,固含量可达43%。透射电镜(TEM)照片表明,SPUA乳胶粒呈圆球状,乳液平均粒径分布均匀。

含磺酸盐的水性聚氨酯-聚丙烯酸酯的制备及性能研究

以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、磺酸型聚酯二元醇(SPD205)、1,4-丁二醇(BDO)、丙烯酸羟乙酯(HEA)和乙二胺(EDA)为原料,制备了磺酸型水性聚氨酯(SWPU)。然后用丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)对SWPU改性,得到了不含有机溶剂的磺酸型水性聚氨酯-聚丙烯酸酯(SWPUA)。利用透射电镜、粒径分布仪对乳液的胶束形态、粒径进行了表征;利用X射线衍射仪、热重分析仪、拉力试验机对胶膜的结晶度、热稳定性、力学性能进行了分析。结果表明:制备的SWPUA为核壳结构,胶膜的结晶度为3.76%,耐热性比SWPU提高了22℃。当SPD205含量为40%、n(NCO)/n(OH)为1.7时,乳液稳定期达到12个月,平均粒径为44.17nm。

常见水性涂料的研究进展

水性涂料不仅环保健康,而且生产和使用安全。近年来,水性涂料的发展受到了越来越多研究者的关注,已经成为涂料工业的发展主流之一。介绍了环氧树脂涂料、聚氨酯涂料、聚丙烯酸酯涂料、醇酸树脂涂料和无机富锌涂料共5类常见水性涂料的研究现状及其应用情况,并讨论了水性涂料目前面临的挑战和未来良好的发展前景。

水性聚氨酯-丙烯酸酯共聚乳液的制备及性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI),聚醚二元醇(N220)、二羟甲基丙酸(DMPA)反应得到异氰酸根封端的聚氨酯,并用丙烯酸羟丙酯(HPA)对其部分封端得到双键封端的聚氨酯预聚体,加入甲基丙烯酸甲酯(MMA),使其与聚氨酯预聚体自由基聚合以制得聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)共聚乳液。研究了PUA薄膜的力学性能和玻璃化温度,发现加入MMA可以使薄膜的拉伸强度提高,玻璃化温度有两个,分别为-43. 32℃和123. 37℃。最后,将PUA杂化薄膜的拉伸强度和PUA共聚薄膜的拉伸强度进行比较,发现PUA共聚薄膜的拉伸强度在MMA含量10%-40%范围内明显强于PUA杂化薄膜。

水性PSiUA IPN阻尼胶的研究-三羟甲基丙烷三丙烯酸酯用量的影响

采用种子乳液聚合方法,以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)为交联剂,制备了多组分水性聚有机硅氧烷-聚氨酯-聚丙烯酸酯(PSiUA)阻尼胶,着重探究了TMPTA添加量对PSiUA阻尼胶的影响。研究结果表明:TMPTA的添加比例对乳液粒径影响不大;提高TMPTA的加入量有助于提高胶膜的耐水性;随着TMPTA用量的增加,tanδ转变峰位置向高温方向移动,同时tanδ值有所减小。

丙烯酸酯用量对溶胀-嵌段型水性聚氨酯性能的影响

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸正丁酯(BA)为单体,通过巯基乙醇链转移自由基无规共聚合成端羟基聚丙烯酸酯(PA-OH),采用嵌段共聚法将PA-OH与水性聚氨酯(WPU)嵌段,通过预聚体分散法制得聚丙烯酸酯嵌段水性聚氨酯乳液(WPUA),进而通过乳液聚合法制备了一系列以MMA/BA为单体的聚丙烯酸酯嵌段-溶胀水性聚氨酯复合乳液(WPUA-PA),结果表明WPUA-PA中丙烯酸酯量最多可达到WPUA的240%,当丙烯酸酯量为WPUA的120%时WPUA-PA的性能最佳,此时乳液平均粒径为68 nm、粒径分布指数为0.174,胶膜拉伸强度为13.88MPa、断裂伸长率为558.3%、吸水率为4.94%,且具有优异的乳液稳定性。

自交联型聚丙烯酸酯/聚氨酯复合乳液的疏水性能

分析了以含有酮羰基的聚丙烯酸酯乳液为分散介质对肼基封端聚氨酯进行乳化分散的可行性,探讨了羰肼自交联聚丙烯酸酯/聚氨酯复合乳液的疏水性能,并对复合乳液改性棉织物拉伸性能、表面结构和化学结构进行了表征。结果表明:含酮羰基的聚丙烯酸酯和肼基封端聚氨酯能以物理共混的形式稳定存在于水分散体系中,并在烘干过程发生交联反应;羰肼自交联聚丙烯酸酯/聚氨酯复合乳液可在棉纤维表面形成致密均匀的疏水性薄膜,而不会粘连纤维,同时可改善棉织物的拉伸断裂延伸性,但对拉伸断裂强力有一定的影响。

长活化期快干型水性双组分聚氨酯涂料的制备及性能研究

通过探究羟丙分散体与羟丙乳胶配比、成膜助剂及增稠剂的种类和用量制备了一款长活化期快干型水性双组分聚氨酯(2KPU)涂料。实验结果表明:当混拼的羟丙分散体使用溶剂BCS,酸值低于8.83 mg KOH/g,羟丙分散体/羟丙乳胶质量比例为5︰5时得到的水性羟基树脂相容性最佳,综合性能最优;涂料配方中以DPnB和PM作为成膜助剂,搭配Coapur XS-83为增稠剂时制备的水性2KPU涂料具备优异的机械性能,且活化期长,干燥速度快。

新型丙烯酸酯杂合乳液的合成与水性双组分聚氨酯涂料性能

以甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)为羟基单体,采用种子乳液聚合工艺,结合即时中和与极性单体分段滴加等手段合成了羟值为98.8 mg(KOH)/g、固含量为45.0%的新型聚丙烯酸酯杂合乳液(PAH)。TEM观察发现:PAH由表层为羧酸盐覆盖的乳胶粒P1和富含—OH的乳胶粒P2组成。纳米粒度分析表明:相对于常规羟基聚丙烯酸乳液(HPAE),PAH的粒径分布更宽,平均粒径更小。针对PAH配制的水性双组分聚氨酯涂料(2K-WPU)的综合性能测试说明:当—COOH和—OH在P1和P2中的质量比分别为1∶0和1∶3时,涂膜性能最佳。傅里叶红外光谱(FT-IR)分析发现:涂膜固化过程中—NCO与—OH完全反应仅需3 d。原子力显微镜(AFM)分析显示:2K-WPU涂层结构致密且平整。

水性双组分聚氨酯涂料的活化期研究

分别采用水性羟基聚丙烯酸酯分散体(PAD)和羟基聚丙烯酸酯乳液(PAE)与亲水改性多异氰酸酯固化剂配制水性双组分聚氨酯涂料(2K-WPU),通过黏度、硬度、光泽度和耐化学介质性能等测试,研究了2K-WPU在不同放置时间内的物理化学行为.结果发现:随放置时间的增加,PAD型2K-WPU的黏度降低,涂膜的起泡程度逐渐增加,涂膜硬度先降低后增加,3h后耐化学介质性能下降;PAE型2K-WPU的黏度变化无规律,涂膜硬度逐渐降低,4h后耐化学介质性能下降,气泡相对较少;PAD型和PAE型2K-WPU的粒径和光泽均无明显变化;PAE型2K-WPU的活化期一般在4h以内,而PAD型的更短,但涂膜的综合性能更优.因此施工前不能根据2K-WPU的黏度变化来判断其活化期,而须根据涂膜耐化学介质性能和外观变化来判断。

聚丙烯酸酯共混改性水性聚氨酯乳液性能研究

自制水性聚氨酯乳液,并采用共混方法制备聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液。研究了共混改性涂膜的结构和性能,结果表明,聚丙烯酸酯共混改性水性聚氨酯乳液的涂膜性能比水性聚氨酯乳液涂膜性能有明显的提高。经过机械共混改性后,PU/PA膜的耐热性有了较大的提高,拉伸强度比PU膜大,而膜变硬、断裂伸长率大大降低。